remote monitoring berbasis gprs (studi kasus : monitoring

Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
ISSN: 1907-5022
REMOTE MONITORING BERBASIS GPRS
(STUDI KASUS : MONITORING SHELTER BTS)
Tunggul Arief Nugroho
Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Harapan Bangsa
Jl. Dipati Ukur No. 80-84. Bandung 40132
Telp: (022) 2506604, Fax : (022) 2507901
E-mail: [email protected]
ABSTRAKS
BTS (Base Transceiver Station) merupakan salah satu elemen sistem komunikasi selular yang menghubungkan
MS (Mobile Station) dengan BSC (Base Station Control). BTS umumnya diletakkan dalam suatu ruangan yang
disebut shelter BTS. Kondisi Shelter BTS harus selalu memenuhi syarat untukoperasi BTS, yaitu dalam hal suhu,
kelembaban, tegangan dll. Selama ini kondisi dari shelter BTS hanya dapat diketahui dengan pengecekan
langsung. Karena jumlah BTS yang banyak dan tersebar luas sehingga merupakan masalah dalam pemantauan
kondisi shelter BT ini. Sistem remote monitoring dengan menggunakan jaringan GPRS (General Packet Radio
Services) dapat membantu untuk memantau kondisi objek secara remote. Jaringan GPRS sendiri sudah sangat
luas, bahkan salah satu operator seluler mempunyai jaringan GPRS di hampir seluruh kawasan nusantara.
Dengan menggunakan jaringan GPRS dapat dibuat sebuah sistem monitoring yang bisa mencakup hamper
seluruh kawasan nusantara. Pada penelitian ini akan difokuskan untuk memantau kondisi shelter BT.S
Parameter utama di shelter BTS yang akan dipantau adalah temperatur, kelembaban, tegangan (power suply)
dan pintu. Parameter kondisi ini dipantau dan dikirim ke server melalui jaringan GPRS. Kemudian, data
tentang kondisi ini akan disajikan dalam bentuk aplikasi berbasis jaringan, sehingga pengguna dapat
menggunakannya dengan mudah.
Kata Kunci: remote monitoring, BTS, GPRS
1.
PENDAHULUAN
BTS (Base Transceiver Station) merupakan salah
satu komponen penting penunjang infrastruktur
telekomunikasi selular. BTS yang didukung oleh
sebuah shelter BTS memiliki sistem yang berjalan
secara otomatis, dalam arti tidak melibatkan tenaga
manusia didalamnya. Shelter yang mendukung BTS
ini memiliki beberapa perangkat yang umumnya
tidak dipantau kinerja dan kondisinya dari jauh,
antara lain lampu, AC, pintu, kipas, alarm,
grounding system dan lain sebagainya. Shelter ini
sangat penting perannya untuk menunjang kinerja
BTS, yang artinya secara tidak langsung juga
menunjang kinerja sistem telekomunikasi selular.
Sebagai komponen pendukung sebuah sistem
telekomunikasi selular,
jumlah
BTS sangat
banyak, karena dalam melayani beberapa mobile
station hanya dapat dijangkau pada jarak radius
sekitar 5 km. Sebagai catatan salah satu Operator
seluler besar di Indonesia mengoperasikan sekitar
100.000 BTS/Shelter diseluruh Indonesia.. Artinya
terdapat ribuan shelter BTS yang harus dipantau
kondisi dan kinerja perangkat di dalamnya.
Kegiatan pemantauan bertujuan untuk memantau
kinerja dan kondisi sistem.
Ketika kegiatan
pemantau
ini
dihadapkan
pada
berbagai
permasalahan
kompleks
seperti
keakuratan,
kehandalan, kecepatan, serta nilai ekonomis tenaga
manusia akan menjadi kurang efisien jika
digunakan.
Bagaimana memonitor objek dalam kuantitas
yang besar pada sekala yang besar, dimana setiap
objek mungkin memiliki jarak yang sangat jauh satu
sama lain harus dimonitor secara kontinyu dalam
waktu yang bersamaan merupakan permasalahan
yang diangkat disini. Hasil monitor tersebut
kemudian harus disampaikan ke tempat yang lain
secara terpusat dan sekaligus memberikan notifikasi
kepada personil yang bertanggung jawab melalui
email apabila terjadi sesuatu ketidaknormalan di
suatu BTS tertentu. Sehingga orang tersebut dapat
menyimpulkan apa yang sedang terjadi di setiap
shelter BTS. Pada akhirnya apa yang terjadi pada
tiap shelter BTS ini dapat ditindak lanjuti sesuai
kondisi yang sedang berlaku.
2. TEORI PENDUKUNG
2.1 SCADA(Supervisory Control and Data
Acquisition)
SCADA (Supervisory Control And data
Acquisition) adalah suatu sistem kontrol supervisory
dan pengumpul. Pada prakteknya pengumpul data
umumnya adalah data dari site di lokasi remote, atau
sering disebut sebagai telemetry, dan supervisory
control pada site di lokasi remote pula, atau sering
disebut telecontrol. Komponen utama dalam
SCADA antara lain adalah sistem kontrol yang
biasanya diwakili oleh PLC, HMI, dan data base
sistem. Ketiga komponen ini saling berinteraksi
menjadi
satu
supervisory
yang
terintegrasi.(Barata,2004)
F-85
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
ISSN: 1907-5022
2.
NSS (Network and Switching Subsystem),
berperan dalam melakukan pengawan dan
control switch pada BSS.
3. OMC (Operation and Maintenance Center),
merupakan bagian yang berfungsi untuk
mengoperasikan
dan
menyediakan
OS
(Operating System) bagi keduanya (BSS dan
NSS).
Satu lagi sub system yang ada di dalam GSM
yaitu MS (Mobile Station). MS merupakan alat
komunikasi yang dibutuhkan pelanggan untuk dapat
mengakses layanan yang telah disediakan oleh
operator GSM. MS dapat berupa alat komunikasi
yang terpasang pada kendaraan atau yang mudah
dibawa (portable handheld). MS terdiri atas ME
(Mobile Equipment) dan SIM (Subscriber
Identification Module). SIM card merupakan kartu
identitas bagi pelanggan. Tanpa adanya SIM, maka
mobile equipment tidak dapat beroperasi. Dalam
SIM card terdapat mikroprosesor dan memori untuk
menyimpan data pelanggan. MS biasanya dianggap
sebagai bagian dari BSS.(Usman,2004)
2.2
HMI(Human Machine Interface
Proses pemantauan dengan menggunakan
teknologi mesin atau komputer dikenal juga dengan
HMI (Human Machine Interface). Human Machine
Interface
merupakan
sebuah
sistem
yang
menghubungkan manusia dengan teknologi mesin.
Sistem
ini
memudahkan
manusia
dalam
mengendalikan atau mengetahui status suatu objek
atau perangkat melalui visualisasi komputer yang
bersifat realtime. Tugas dari Human Machine
Interface (HMI) yaitu membuat visualisasi dari
teknologi atau sistem secara nyata. Sehingga dengan
desain HMI dapat disesuaikan untuk memudahkan
pekerjaan fisik. Tujuan dari HMI adalah untuk
meningkatkan interaksi antara mesin dan operator
melalui tampilan layar komputer dan memenuhi
kebutuhan pengguna terhadap informasi sistem.
Sistem HMI biasanya bekerja secara online dan
realtime dengan membaca data yang dikirimkan
melalui I/O PORT yang digunakan oleh sistem
controller-nya. PORT yang biasanya digunakan
untuk controller dan akan dibaca oleh HMI antara
lain adalah PORT com, PORT USB, PORT RS232
dan ada pula yang menggunakan PORT
serial.(Pascal,2005)
2.3
Sistem Polling dan Interrupt
Polling terus menguji PORT untuk melihat
apakah data yang tersedia. Artinya, CPU meminta
PORT jika ada data yang tersedia atau jika mampu
menerima data. Perulangan REPEAT-UNTIL
biasanya digunakan untuk sistem polling. CPU terus
menerus menjajak PORT untuk melihat apakah
PORT sudah siap untuk menerima data. Sistem
Polling I/O secara inheren tidak efisien. Jika PORT
memakan waktu sepuluh detik untuk menerima
data/byte lain, CPU akan berputar dalam satu loop
tanpa melakukan apa-apa (selain menguji status
PORT) selama sepuluh detik.
Pada awal sistem PC, seperti inilah bagaimana
sebuah program berperilaku. Jika ingin membaca
satu tombol dari keyboard polling status akan
dilakukan PORT keyboard sampai key yang ada
ditekan. Komputer akhirnya tidak bisa melakukan
operasi lain ketika menunggu keyboard.
Interupsi adalah suatu permintaan khusus kepada
mikroposesor untuk melakukan sesuatu. Bila terjadi
interupsi, maka komputer akan menghentikan
dahulu apa yang sedang dikerjakannya dan
melakukan apa yang diminta oleh yang
menginterupsi. (Pascal,2005)
Gambar 1. Konfigurasi jaringan Seluler
2.5
Teknologi GPRS
GPRS merupakan layanan komunikasi data yang
berbasis paket untuk jaringan GSM dan atau TDMA.
GPRS adalah sebagai langkah migrasi menuju
jaringan generasi ketiga (3G). Ini mengizinkan
operator
telekomunikasi
untuk
mengimplementasikan arsitektur berbasis IP untuk
aplikasi data yang akan diteruskan digunakan dan
diperluas untuk layanan 3G yang mengintegrasikan
suara dan aplikasi data. Jaringan yang berbasis
Internet Protocol (seperti global internet dan
intranet) dan jaringan X.25 juga didukung oleh versi
GPRS
A Fitur utama layanan paket data
Ada tiga fitur utama yang mendeskripsikan
seperti apa paket data, yakni:
1. Selalu online:
Peket data menghilangkan proses dial-up.
Membuat sebuah aplikasi berjalan hanya dengan
sekali klik.
2. Upgrade dari sistem yang telah ada
2.4
Jaringan seluler
Pada arsitektur GSM kita mengenal tiga
subsistem utama yang memiliki tugas dan peran
sendiri-sendiri di antaranya :
1. BSS (Base Station Subsystem), memiliki fungsi
utama sebagai pengirim dan penerima sinyal
radio dari dan menuju MS (Mobile Station).
F-86
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
Operator tidak perlu mengganti peralatan mereka
untuk GPRS ini. GPRS ditambahkan pada bagian
atas infrastruktur yang telah ada.
3. Bagian integrasi dengan sistem 3G:
GPRS adalah inti jaringan yang berbasiskan data
untuk sistem-sistem 3G yakni : EDGE, WCDMA
dan UMTS. (Haryadi,2005)
ISSN: 1907-5022
Untuk komunikasi data,
SIM300 didukung
dengan spesifikasi antara lain GPRS class 10,
dukungan PBCCH, skema koding CS 1, 2 ,3, 4, CSD
sampai 14.4kbps , mode non-transparant, PPPstack.
Alasan penggunaan SIM300 adalah sistemnya
masih bersifat minimum. Sehingga dapat
dikembangkan dengan lebih leluasa untuk berbagai
keperluan. Selain itu dapat menghemat ruang pada
proses pembuatan PCB.
2.6
Arsitektur GPRS
GPRS adalah jaringan data yang melapisi
jaringan GSM generasi kedua. Jaringan data pelapis
ini menyediakan pemindahan data paket pada
kecepatan 9.6 sampai 171 kbps. Berikut adalah
diagram arsitektur GPRS:
Gambar 3. Modul GPRS SIM300
Alasan penggunaan SIM300 adalah sistemnya
masih bersifat minimum. Sehingga dapat
dikembangkan dengan lebih leluasa untuk berbagai
keperluan. Selain itu dapat menghemat ruang pada
proses pembuatan PCB.
Gambar 2. Arsitektur GPRS
2.9
Microcontroller
Mikrokontroller sebagai sebuah “one chip
solution” pada dasarnya adalah rangkaian
terintregrasi (Integrated Circuit-IC) yang telah
mengandung secara lengkap berbagai komponen
pembentuk sebuah komputer. Berbeda dengan
penggunaan mikroprosesor yang masih memerlukan
komponen luar tambahan seperti RAM, ROM, timer,
dan sebagainya untuk sistem mikrocontroller,
tambahan komponen diatas secara praktis hampir
tidak dibutuhkan lagi. Hal ini disebabkan semua
komponen penting tersebut telah ditanam bersama
dengan sistem prosesor ke dalam IC tunggal
mikrokontroler bersangkutan. Dengan alasan itu
sistem microcontroller dikenal juga dengan istilah
populer the real Computer On a Chip atau komputer
utuh dalam keping tunggal, sedangkan sistem
mikroprosesor dikenal dengan istilah yang lebih
terbatas yaitu Computer On a Chip atau komputer
dalam keping tunggal (Wardhana,2006).
Mikrokontroler yang dipergunakan disini adalah
jenis mikrokontroler AVR dengan tipe ATmega128.
Alasan penggunaan mikrokontroler jenis ini adalah
sudah banyak dipasaran, selain itu dengan
spesifikasinya yang tinggi akan memudahkan untuk
penambahan fitur-fitur baru yang mungkin dapat
direncanakan kedepan (Winoto,2008)
GPRS bertujuan untuk menggunakan kembali
jaringan GSM yang
telah ada selama
memungkinkan tetapi untuk membangun jaringan
bergerak berbasis paket membutuhkan elemen
jaringan, interface, dan protokol baru dibutuhkan
untuk menangani lalulintas paket data (Usman,2005)
2.7
Perangkat Pada Shelter BTS
BTS sendiri sebenarnya terdiri dari tiga bagian
utama. Yakni, tower, shelter dan feeder. Dari ketiga
komponen utama itu, towerlah yang paling jelas
terlihat. Di bawah tower, biasanya ada sebuah
bangunan yang biasanya berukuran 3 x 3 meter.
Inilah yang disebut shelter. Di dalam terdapat
berbagai combiner, module per carrier, core module
yakni : power supply, fan (kipas) pendingin, air
conditioniner, baterai dan AC(alterneting Current) /
DC (Dirrect Current) converter.
Dengan kondisi BTS yang selalu siaga, kondisi
shelter BTS sebenarnya sangat perlu diperhatikan.
shelter sebagai bagian pendukung kinerja BTS harus
berada pada kondisi optimal. Adapun perangkat
pendukung seperti kipas, ac, power suply, AC/DC
converter perlu dipantau kerjanya. Kerusakan pada
perangkat pendukung ini dapat memberikan dampak
pada BTS yang lain. Masalah yang ada pada BTS
disini adalah panas, tegangan turun hingga pencurian
2.8
Modul GPRS SIM300
SIM300 merupakan modul GSM yang memiliki
kemampuan GPRS. Bekerja selayaknya ponsel biasa
dengan tanpa memiliki interface tambahan. SIM300
bekerja pada jaringan triband GSM.
3. PERANCANGAN DAN ANALISIS
3.1 Analisa sistem
Dalam sebuah shelter BTS terdapat beberapa
peralatan yang menggunakan sumber daya berupa
tegangan jala-jala. Selain itu, terdapat pula beberapa
F-87
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
peralatan yang dipantau tapi tidak mengeluarkan
output berupa besaran listrik ataupun menggunakan
sumberdaya berupa listrik seperti pintu. Untuk
menjadikan peralatan-peralatan tersebut dapat
dipantau,
tentunya
harus
diberi
beberapa
penyesuaian dengan penambahan sensor.
Kondisi shelter BTS yang dipantau meliputi
kipas, AC, power suply, pintu, dsb. Sistem yang
akan dipantau harus memiliki kriteria tegangan yang
sesuai dengan input dari sistem pemantau ini. Oleh
karena itu, penyesuaian level tegangan diperlukan
disini.
Adapun objek yang akan dipantau kondisinya
adalah sebagai berikut:
4.
Sistem dapat mengirimkan data digital berupa
16 input digital.
5. Sistem dapat mengirimkan data analog berupa 8
input analog.
6. Sistem dapat memproses perintah ke dalam 8
output digital.
7. Data analog yang dikirimkan berupa nilai ADC
dari tegangan masukan, bukan berupa
representasi nilai tegangan itu sendiri secara
langsung.
8. Sistem mengirimkan data ke server secara
periodik dalam selang waktu tertentu.
9. Delay yang merupakan sampling dibuat satu
menit untuk tiap pengiriman data ke server
untuk meminimalisasi biaya GPRS.
10. Sistem bekerja pada tegangan 220 dengan
frekuensi 50 Hz.
11. Sistem membutuhkan antena eksternal untuk
penerimaan sinyal yang baik.
Tabel 1. Kriteria objek dalam BTS
Nama
Jenis output
Kipas angin
Air Conditioner
Pintu
Power suply
Suhu
Kelembaban
Digital
Digital
Digital
Analog
Analog
Analog
ISSN: 1907-5022
Kondisi
Penyesuaian
Nyala/Mati
Nyala/Mati
Buka/Tutup
0~5volt
0~5volt
0~5volt
3.3
Analisis Biaya GPRS
Pada rancangan sistem ini, pengiriman data
dibuat untuk dapat melakukan pengiriman data
selama kurang lebih 60 detik sekali. Dengan
perkiraan bahwa sistem akan dinyalakan nonstop,
maka dalam satu harinya akan tercatat terdapat
1.440 kali pengiriman data. Perhitungan ini adalah
pendekatan secara ideal dengan cara mengalikan
jumlah menit dalam satu jam dengan jumlah jam
dalam satu hari. Secara praktis, akses data terhadap
server dengan menggunakan media telpon selular
GPRS regular adalah sebesar 2 kilobyte. Dengan
besar data tersebut, biaya GPRS yang dikenakan
adalah sebesar 2 rupiah (untuk operator indosat)
.(Haryadi,2004)
Suhu dan kelembaban menggunakan sensor yang
level teganganya harus disesuaikan dengan input
dari sisem pemonitor disini. Untuk kondisi nyala dan
mati direpresentasikan dengan tegangan 0 volt dan 5
volt.
Untuk beberapa kondisi dapat dipantau langsung
menggunakan sensor khusus seperti kondisi suhu
dan kelembaban. Tercatat beberapa sensor suhu dan
kelembaban tersedia dipasaran. Output dari sensor
suhu atau kelembaban ini hanya perlu diberi
pembangi tegangan untuk menyesuaikan tegangan
terhadap tegangan input yang disyaratkan oleh
sistem pemantau. Hal ini dikarenakan adanya
referensi tegangan sistem sebesar 4,54 volt. Dengan
kata lain untuk nilai tertinggi dari pengindraan suhu
harus membuat output berada pada tegangan 4,54
volt.
Mengatasi pemasalahan kondisi kipas, AC dan
power suply dapat diatasi dengan mempergunakan
relay yang memiliki spesifikasi tegangan yang
berbeda untuk bagian kontaknya. Sementara untuk
memonitor kondisi pintu, dipergunakan relay lidi
atau relay yang dengan dipacu oleh aktivitas fisik
lainya.
Tabel 2. Perhitungan biaya GPRS menurut masa
aktif kartu prabayar dalam IDR
Delay
pengirima
n
1 menit
5 menit
30 menit
60 menit
1 menit 43
detik
Jumlah
data yang
dikirim
/hari
(kbyte)
2.880
576
48
12
Biaya
GPRS
/hari
Biaya
GPRS
/mingg
u
Biaya
GPRS
/bulan
2.880
576
48
12
86.400
17.200
1.440
360
1.666,666
1.666,66
6
20.160
4.032
338
11.666,
662
50.000
50.000
Banyaknya data yang dikirim = [60 menit/interval
pengiriman (menit) ] x 24 ………………………..(1)
3.2 Spesifikasi sistem
1. Sistem dapat bekerja secara wireless, dan
ditempakkan di mana saja selama terjangkau
oleh jaringan GPRS.
2. Sistem dapat membaca dan mengenali input
berupa tegangan, baik yang direpresentasikan
sebagai tegangan digital ataupun analog.
3. Penggunaan input jenis digital dan analog
dibedakan dari port yang disediakan.
Jumlah data yang dikirmkan per hari = banyaknya
data yang dikirim per hari x 2 kilobyte…………
..(2)
Pada tabel 2, perhitungan 1 menit 43 detik
merupakan hasil perhitungan sebagai berikut :
F-88
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
ISSN: 1907-5022
Interval pengiriman = Jumlah menit dalam 1
bulan/ ( Banyaknya data yang dapat dikirm/2)
…………………………………………………...(3)
Sehingga :
Interval
pengiriman
menit)/(50.000/2) = 1.728 menit
=
(60x24x30
Misalnya dengan saldo nominal IDR 50.000,
sebanyak 50.000 kilobyte data dapat dikirimkan.
Formula diatas dimaksudkan untuk mencari interval
pengiriman jika perioda masa aktif adalah selama
satu bulan.
Pembulatan ke nilai 43 detik dilakukan untuk
menghindari saldo habis sebelum waktunya.
Aspek yang perlu diperhatikan dalam mengatur
delay antara pengiriman adalah masa aktif kartu.
Dengan menggunakan pengiriman data dalam
interval yang panjang, berarti akan menghemat akses
data. Siasat ini membuat membuat peluang
pengiriman lebih lama karena saldo kartu prabayar
lebih lama habis, dibanding dengan interval
pengiriman yang cepat. Masalahnya masa aktif
layanan selular membuat perhitungan harus berhenti
dalam hitungan bulan atau minggu untuk mengejar
masa aktif. Untuk masa aktif satu bulan, dengan
interval 1 menit 43 detik akan membuat kartu
prabayar diisi IDR 50.000,- tiap bulanya. Masa aktif
isi ulang kartu prabayar sebesar IDR 50.000,- adalah
selama satu bulan. Pilihan waktu ini akan membuat
perhitungan pengisian kartu prabayar yang ideal
dalam hal efisiensi biaya. Dengan demikian tidak
ada saldo yang mengendap yang terakumulasi tiap
bulannya.
Perhitungan interval tersebut hanya berlaku
untuk layanan kartu prabayar. Jika menggunakan
kartu prabayar, perhitungan tersebut tidak akan
berlaku. Selain itu, ada kemungkinan operator
selular tidak mengenakan tarif GPRS untuk operasi
pemantauan BTS-nya sendiri.
Gambar 4. Arsitektur sistem
3.6
Perancangan Perangkat Lunak
Ketika program dimulai, pembacaan sensor
dilakukan hasil pembacaan disimpan dalam sebuah
register. Data tidak disimpan secara permanen,
hanya disimpan semantara saja, untuk keperluan
selanjutnya yakni pengiriman. Setelah data disimpan
sementara, koneksi GPRS dipersiapkan. Jika
Koneksi berhasil data langsung dikirim. Respon dari
server setelah terjadi proses pengiriman data
merupakan sandi untuk mengendalikan port output
MCU. Setelah pengiriman selesai, proses akan
berhenti. Proses seterusnya akan berulang setelah 44
detik kemudian.
3.4
Tujuan sistem
Tujuan dari peracangan sistem ini adalah
membuat suatu sistem yang dapat memonitor
kondisi shelter BTS secara periodik dengan cara
mengirimkan data kondisi terakhir ke sebuah server.
3.5
Arsitektur sistem
Bagian pemantau yang disimpan di beberapa
BTS terdiri atas beberapa komponen yakni SIM300,
MCU, port untuk input sensor, dan power suply,
secara periodik mengirimkan data ke server. Data
akan disimpan di bagian sever menggunakan
database
MySQL.
Beberapa
user
yang
berkepentingan dapat melihat data tersebut dengan
mengakses aplikasi web browser yang sederhana.
F-89
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
ISSN: 1907-5022
Baca data
respon dari
server
Menutup
koneksi GPRS
terhadap server
Mematikan
fungsi GPRS
Delay 44 detik akan membuat pengiriman data
menjadi sekitar satu menit. Alasan pemberian
interval satu menit untuk tiap pengiriman adalah
penghematan biaya GPRS. Pencuplikan selama satu
menit dianggap tidak terlalu cepat sehingga dapat
membuat masa aktif kartu prabayar pada SIM300
lebih lama. Selain itu dengan interval satu menit
yang dipergunakan akan lebih mempermudah
perhitungan waktu untuk jam. Pemberian interval
dilakukan secara tidak langsung dengan mengatur
interupt timer.
Berdasarkan flowchart diagram diatas, terdapat
beberarapa aktivitas mikrokontroler yang berkaitan
dengan pengendalian SIM300. Tiap aktifitas dari
mikrokontroler ini dibuat dalam beberapa fungsi.
Tabel 3. Nama fungsi yang mewakili kerja
mikrokontroler
4.
Nama fungsi
AT-Command
getDigitalData()
-
cipstatus()
AT+CIPSTATUS
cstt()
AT+CSTT
ciicr()
AT+CIICR
cifsr()
AT+CIFSR
cipstart()
AT+CIPSTART
cipsend()
AT+CIPSEND
sendData()
-
cipclose()
AT+CIPCLOSE
cipshut()
AT+CIPSHUT
Fungsi utama adalah fungsi yang memanggil
fungsi fungsi yang dicantumkan pada tabel 2.
Dengan menganalisis urutan kerja SIM300 untuk
melakukan koneksi GPRS, didapat suatu alur yang
merupakan bentuk baku untuk melakukan koneksi
GPRS. Ada beberapa alur yang mungkin dapat
terjadi, hal ini dikarenakan kondisi koneksi GPRS
SIM300 terhadap jaringan GPRS. Selanjutnya,
fungsi ini dipanggil secara periodik, sehingga
membuat interval pengiriman selama sekitar 1
menit.
Secara garis besar, Fungsi utama akan
melakukan pengecekan kondisi koneksi GPRS
SIM300 terhadap jaringan dengan memanggil fungsi
cipstatus(). Tindakan yang berbeda akan dilakukan,
tergantug dari kondisi koneksi tersebut, yakni
kondisi INITIAL, CONNECT, CLOSE atau lainya.
Tindakan yang dilakukan dijelaskan dalam blok
proses, misalnya proses CSTT dapat dijabarkan
sebagai pemanggilan fungsi cstt() yang terdapat
pada tabel 2, kemudian dengan mengacu kepada
hasil dari pemangilan fungsi tersebut, terdapat 2
kemungkinan respon atas pemanngilan fungsi CSTT
tersebut. Jika responya berhasil, maka oprasi akan
dilanjutkan ke blok selanjutnya dan jika gagal akan
dilakukan pemanggilan terhadap fungsi cipshut, dan
alurnya akan dikembalikan ke awal, dan seterusnya.
Gambar 5. Flow Chart Software
Kerja
mikrokontroler
Pembacaan data
dari sensor
Pembacaan
status koneksi
Set APN,
username dan
password
Aktifkan
koneksi GPRS
Baca IP lokal
yang telah
diberikan oleh
jaringan
Bangun koneksi
TCP
Memulai
pengiriman data
Mengirim
data
readDigitalData()
PENGUJIAN
Pengujian
dilakukan
dengan
mengimplementasikan sistem di sebuah rumah,
sebagai simulasi sebuah BTS. Sistem ditempatkan di
lokasi sekitar Jalan Supratman Bandung, dan dibuat
untuk melakukan beberapa operasi.
Pengujian terhadap delay dillakukan dengan
membuat counter berbasis interrupt.
Counter ini memiliki interval waktu 1 milidetik
untuk setiap penambahanya.
Lokasi sistem pemantau jarak jauh ini disimpan
di daerah sekitar Lapang Supratman Bandung.
Semantara itu, untuk proses pemantauan yang
menggunakan aplikasi berbasis jaringan internet
dilakukan di warnet di daerah sekitar Dipatiukur
Bandung. Jarak antara keduanya adalah sekitar 2,3
kilometer.
Untuk alasan pengujian, akan dilakukan
beberapa hal pada sistem, yakni : mematikan lampu,
merubah besar pembagi tegangan, dan mengontrol
status 8 port output. Mematikan lampu dan merubah
besar pembagi tegangan dilakukan di lokasi yang
dipantau, yakni daerah sekitar Lapang Supratman.
-
F-90
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
Sementara itu, proses pengontrolan dilakukan di
lokasi yang pemantau, yakni daerah sekitar
Dipatiukur. Dapat dilihat di Google maps pada
lokasi seperti yang diperlihatkan gambar 6.
ISSN: 1907-5022
Tabel 4. Hasil pengukuran delay respon SIM300
terhadap perintah AT-Command
Gambar 6. Peta Google map
Kondisi terakhir ketika alat ditinggalkan adalah
lampu menyala, tegangan pada pembagi tegangan
adalah 1,35 volt yang diukur menggunakan
voltmeter digital dengan ketelitian dua angka
dibelakang koma. Alat diaktifkan mulai dari jam
lima sore tanggal 26 Januari 2010
4.1
Pengujian Delay
Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan
internal timer pada atmega128. Timer pada
atmega128 dibuat interrupt overflow pada interval 1
milidetik. Interupt timer digunakan untuk mencacah,
dengan demikian ketika terjadi proses increment
nilai cacahan sebanyak satu artinya telah terjadi
delay selama satu milidetik. Untuk memulai dan
menghentikan pencacahan dilakukan dengan
menggunakan fungsi yang diaktifkan diluar fungsi
interrupt. Dengan cara ini, didapat perhitungan
waktu delay yang cukup akurat, dengan akurasi satu
milidetik. Selain itu, dengan cara ini pengujian
menjadi lebih efisien dari segi penggunaan
peralatan.
Delay dihitung pada tiap fungsi yang
membangun fungsi utama main_function. Delay
pada tiap fungsi dihitung secara bagian per bagian.
Hasil dari pengukuran delay ini akan menjadi
standar waktu terkecil yang membuat system dapat
mengirim data pada interval yang tersingkat. Berikut
delay untuk respon SIM300 terhadap AT-Command:
4.2
Pengujian Keakuratan
Pengujian keakuratan menyangkut keutuhan
informasi yang dikirimkan ke database server.
Skenario
penujian
ini
dilakukan
dengan
menggunakan alat eksternal seperti pembagi
tegangan dan saklar. Pengujian keakuratan
dilakukan dengan merubah kondisi sensor terhadap
kondisi sebelumnya.
Sebagai tambahan waktu yang dicatat ketika
pengerjaan pengujian bukan waktu yang terdapat
pada server melainkan waktu setempat.
1.
Kondisi awal pengujian
Pada tahap ini dicatat beberapa kondisi, yakni.
Lampu berada pada kondisi mati, pembagi tegangan
berada pada level tegangan 1,34 volt. Selain dua
input tersebut, input yang lain hanya terkoneksi ke
ground untuk membuat nilai nol. Kondisi ini
didiamkan beberapa menit, sehingga database dapat
mencatat kondisi ini sekitar beberapa saat, yakni
sebagai berikut:
Tabel 5. Data kondisi awal input digital yang dicatat
di database server.
F-91
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
Dengan melihat tabel data digital, dapat
disimpulkan bahwa kondisi yang disampaikan ke
server mewakili kondisi yang sebenarnya.
Untuk data analog, seperti yang diperlihatkan
tabel 6. Tegangan 1,34 volt yang dibaca voltmeter
ditampilkan secara bervariasi. Nilainya sekitar 0,2
volt diatas tegangan yang terukur oleh voltmeter.
ISSN: 1907-5022
yang diamati adalah penambahan jumlah record di
database sebelum system dibiarkan menyala selama
beberapa jam. Selain itu, dilakukan ngamatan
jumlah pulsa yang berkurang.
Pada kondisi awal, tercatat jumlah record adalah
sebanyak 68 dan saldo pulsa adalah senilai IDR
2.083. Sistem dibiarkan aktif mulai dari pukul
11:00:00 WIB. Sistem dimatikan puku 07:15:00
WIB keesokan harinya. Waktu yang dijalani oleh
sistem untuk terus aktif adalah sekitar 8 jam 15
menit.
Pada pukul 07:15:00 WIB, tercatat jumlah
record adalah 474 dengan sisa pulsa IDR 1.568.
Dengan melakukan kalkulasi sederhana didapat
bahwa penambahan record adalah sebanyak 406,
dan pengurangan saldo pulsa adalah sebesar IDR
515. Hasil ini lebih sedikit dari saldo pulsa yang
seharusnya berkurang secara teori yakni IDR 990.
Hal ini mungkin disebabkan oleh besar pengiriman
data ke server tidak mutlak 2 kilobyte, melainkan
bervariasi akibat tergantung pada kondisi luar seperti
error. Error yang terdeteksi pada transmisi akan
menyebabkan pengiriman ulang data, hal ini akan
menambah banyaknya data yang dikirim.
Berdasarkan data diatas dapat diketahui statistik
sebagai berikut:
nilai rata-rata : 1,3531328125 volt
modus : 1,35224609375 volt
nilai tengah : 1,35224609375 volt
simpangan tertinggi : 1,365546875 volt
simpangan terrendah : 1,34337890625 volt
error : 1,353128125 volt - 1,34 volt
= 0,013128125 volt
Dengan membandingkan terhadap nilai yang
ditunjukan voltmeter, dapat diketahui bahwa terjadi
kesalahan baca adalah sekitar 0,01 volt. Hal ini lebih
dimungkinkan karena pamakaian tegangan referensi
yang tidak presisi.
2
Lampu belajar dinyalakan
Sakelar lampu belajar terhubung dengan PIND.0
berarti sakelar ini terhubung dengan port istimewa.
Sakelar kemudian diaktifkan, dengan kata lain
lampu belajar dinyalakan.
Ketika proses lampu dinyalakan catatan waktu
ketika lampu dinyalakan adalah 22:09:55 WIB,
lampu kemudian dimatikan pada pukul 22:16:10
WIB. Terlihat perubahan dari nol ke satu kemudian
berubah kembali dari satu ke nol pada input digital
nomor 10.
5. KESIMPULAN
Dari hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa :
1. Dengan
menggunakan
mikrokontroler
ATmega128 yang dikombinasikan dengan
modul GPRS SIM300, dapat dibuat sistem
system pemantau kondisi ruangan shelter BTS.
2. Dari hasil pengujian, diketahui bahwa :
• Semua data digital dapat disajikan dengan baik
di bagian server tanpa ada perubahan. Namun,
untuk data analog ada sedikit perbedaan
disebabkan
kurang
presisinya
tegangan
referensi.
• Operasi control dari server dapat dilakukan
dengan baik oleh MCU.
• Terdapat variasi besar data yang dikirim oleh
SIM300.
• Lama untuk pengiriman data ke server oleh
SIM300 memiliki variasi.
Tabel 6. Data kondisi awal input analog yang dicatat
di database server.
PUSTAKA
Adji, Teguh Barata (2004). SCADA Supervisory
Control and Data Acquisition Menggunakan
Teknologi Komunikasi Bergerak, Disertasi.
Yogyakarta, Program Pascasarjana Universitas
Gadjah Mada
Haryadi, Sigit, et al . Analisis Perbandingan Kinerja
Teoritis dan Praktek GPRS. Departemen Teknik
Elektro, Institut Teknologi Bandung.
International Engineering Consortium, “The
Human-Machine Interface (HMI). Diakses
tanggal
1
Januari
2010
dari
http://www.iec.org/acrobat.asp?filecode=64
Perpustakaan Institut Teknologi Telkom, “Human
4.3
Kuantitas transfer data
Pengujian ini dilakukan dengan cara membiarkan
sistem aktif selama beberapa jam. Kondisi awal
F-92
Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2010 (SNATI 2010)
Yogyakarta, 19 Juni 2010
Machine Interface (HMI)”. Diakses tanggal 1
Januari 2010,dari:
http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php?vie
w=article&catid=25%3Aindustri&id=447%3Ah
uman-machine-interface-hmi&option=com_content&Itemid=15
Tribuana, Rachmad Pascal, “Perancangan dan
Perealisasian Visual Human Machine Interface
Pada Miniatur Mesin Pengisian Botol Berbasis
Mikrokontroller”, 2005. Diakses tanggal 1
Januari 2010 dari : < http://digilib.its.ac.id/ITSMaster-3100007029374/8124>
Tutorial Point, “Learning GPRS”. Diakses tanggal
11
Spetember
2009
dari
:
:<http://www.tutorialspoint.com/gprs/gprs_archi
tecture.htm>
Selular, Menyikap Seluk Beluk BTS, Diakses
tanggal 1 Januari 2010 dari : < http://www.xphones.com/www/as_detail.php?id=357>
Usman, Uke Kurniawan, General Packet Radio
Service, 2005. Diakses tanggal 18 Desember
2009
dari:
:
<http://www.stttelkom.ac.id/staf/UKU/Presenta
si%20Publikasi%20UKE/Standard-GPRSUKU.ppt>
Wadhana, Lingga (2006), Microcontroller AVR Seri
ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikas,
Yogyakarta, Andi.
Wicaksono, Handy (2009), Introduction to SCAD, 2
Diakses tanggal 3 September 2009 dari:
<http://learnautomation.files.wordpress.com/20
09/02/1-pengenalan-scada-18-feb-09.pdf>
Winoto, Ardi (2008), Microcontroller AVR Atmega
8/32/16/8535 dan Pemrogramannya dengan
Bahasa C pada WinAVR, Bandung, Informatika
F-93
ISSN: 1907-5022